Способ диагоностики характеристик каталитического нейтрализатора

Авторы патента:


Способ диагоностики характеристик каталитического нейтрализатора
Способ диагоностики характеристик каталитического нейтрализатора
Способ диагоностики характеристик каталитического нейтрализатора
Способ диагоностики характеристик каталитического нейтрализатора

 


Владельцы патента RU 2516058:

ВАЛЕО СИСТЕМ ДЕ КОНТРОЛЬ МОТЁР (FR)

Изобретение относится к диагностике каталитических нейтрализаторов автомобильных транспортных средств. Сущность изобретения: способ диагностики характеристик каталитического нейтрализатора (3) автотранспортного средства, работающего на бензине, на борту транспортного средства. Каталитический нейтрализатор установлен в выхлопной системе транспортного средства. В выхлопной системе (1) транспортного средства соответственно на входе и на выходе нейтрализатора (3) устанавливают два кислородных зонда (5, 6), анализируют их сигналы и сравнивают сигнал выходного зонда (6) с пороговым значением. Производят пассивную диагностику во время первого периода срока службы нейтрализатора (3), после прохождения которого во время последнего периода срока службы нейтрализатора (3) при помощи двух зондов (5, 6) и автомата диагностики и путем измерения емкости накапливания кислорода нейтрализатора (3) производят интрузивную диагностику характеристик нейтрализатора (3). Техническим результатом изобретения является обеспечение более точной диагностики каталитического нейтрализатора. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Изобретение относится к области каталитических нейтрализаторов автомобильных транспортных средств, работающих на бензине, и, в частности, относится к диагностике этих нейтрализаторов на борту транспортного средства.

Каталитический нейтрализатор является устройством, устанавливаемым в выхлопную систему двигателя транспортного средства на входе в глушитель. Он является фильтром, предназначенным для сокращения выбросов загрязняющих газов (НС, СО, NOx…).

В частности, каталитический нейтрализатор представляет собой керамический блок, содержащий каналы, покрытые изнутри катализатором, через которые проходят выхлопные газы.

С некоторых, в частности. Европейским Союзом, были изданы нормы, вынуждающие конструкторов устанавливать все более эффективные каталитические нейтрализаторы и предоставлять услугу бортовой диагностики показателей нейтрализаторов по мере их старения.

Сначала предложили так называемый пассивный способ диагностики, поскольку речь идет о наблюдении без вмешательства. Для этого используют систему с двумя кислородными зондами, соответственно установленными в выхлопном трубопроводе на входе и на выходе каталитического нейтрализатора. На практике, наблюдают только сигнал выходного зонда. Кислородные зонды измеряют электрическое напряжение, создаваемое перемещением ионов кислорода, содержащихся в выхлопных газах.

Сигнал входного зонда имеет вид синусоиды в соответствии с характеристикой регулирования обогащения смеси, впускаемой в двигатель, которая колеблется, чередуя фазы обогащенной смеси и фазы обедненной смеси. Это чередование позволяет получить оптимальное преобразование выхлопных газов при помощи каталитического нейтрализатора.

В начале эксплуатации при новом состоянии нейтрализатора сигнал выходного зонда является почти плоским сигналом. По мере старения каталитического нейтрализатора сигнал выходного зонда искажается, меняется и постепенно усиливается, принимая почти синусоидальную форму. В конце срока службы каталитического нейтрализатора, когда катализатор уже не действует, сигнал выходного зонда после катализатора почти идентичен сигналу входного зонда, только смещен по времени на интервал, за который газы проходят от одного зонда к другому.

Диагностика состоит в сравнении посткаталитического сигнала диагностируемого нейтрализатора с посткаталитическим сигналом эталонного каталитического нейтрализатора.

Каждое изменение вышеуказанных экологических норм предполагает все более низкие пороги обнаружения.

Таким образом, пассивный способ диагностики больше не обладает достаточной точностью, чтобы соответствовать современным критериям обнаружения. Поскольку норма изменилась, диагностика тоже изменилась, и пассивный способ диагностики уступил место так называемому интрузивному способу.

Согласно интрузивному способу, по-прежнему используют два кислородных зонда, входной и выходной, производят сравнение соответствующих сигналов и вмешиваются в работу двигателя, откуда и происходит прилагательное «интрузивный», возбуждая кислородные зонды последовательными строб-импульсами обогащения. Каждое возбуждение состоит во впрыске большего количества бензина после того, как двигатель стабилизируется в течение определенного периода, например, 3 сек. Интрузивная диагностика основана на измерении емкости накапливания кислорода (OSC).

При нормальном режиме соотношение

С r = В о з д у х Р е а л ь н о е _ т о п л и в о В о з д у х С т е х и о м е т р и ч е с к о е _ т о п л и в о

равно 1.

В сигнале входного зонда Sa создаваемое возбуждение является двойным строб-импульсом обогащения с первым обедненным строб-импульсом (избыток воздуха), когда отношение Cr превышает 1, и со вторым обогащенным строб-импульсом (избыток топлива), когда отношение Cr меньше 1, как показано на фиг.2. Когда каталитический нейтрализатор является новым, посткаталитический сигнал Sp воспроизводит второй строб-импульс обогащения, практически идентичный строб-импульсу входного сигнала Sa, но со смещением по времени Δt(n).

В конце эффективного срока службы каталитического нейтрализатора, когда участок посткаталитического сигнала за пределам строб-импульса обогащения становится тоже синусоидальным, почти идентичным участку входного сигнала Sa, возбуждение выражается в посткаталитическом сигнале Sp двойным строб-импульсом, практически идентичным строб-импульсу входного сигнала Sa, но со смещением по времени Δt(v), меньшим, чем Δt(n) (фиг.3).

Поскольку характеристики двойного строб-импульса могут вполне контролироваться программой автомата диагностики, в отличие от синусоидальных участков кривых сигналов Sa и Sp, интрузивный способ диагностики является гораздо более точным, чем пассивная диагностика. Как только Δt(n) достигает нижнего порога, срабатывает сигнализация.

Заявитель предложил свое изобретение после того, как обнаружил парадоксальную сторону интрузивной диагностики. Функцией каталитического нейтрализатора является уменьшение выбросов загрязняющих газов. Однако возбуждения интрузивной диагностики с их обогащенными и обедненными фазами являются причиной загрязнения, причем независимо от состояния каталитических нейтрализаторов. Парадокс проявляется особенно тогда, когда нейтрализаторы являются новыми и должны препятствовать загрязнению.

Тогда Заявитель пошел против тенденции требования повышения точности и предложил опять вернуться к пассивной диагностике во время первой части срока службы каталитических нейтрализаторов и перейти к интрузивной диагностике во время второй части срока службы каталитических нейтрализаторов, то есть самой критической в плане загрязнения.

Пойдя дальше выявленного парадокса и смелого возврата назад, в конечном счете, Заявитель пошел по пути простых рассуждений и основал свое изобретение на том, что, поскольку нормы становятся все более строгими, конструкторы вынуждены выпускать на рынок эффективные, по меньшей мере, в течение определенного времени каталитические нейтрализаторы. Все это является залогом изобретательского уровня.

В связи с этим, объектом изобретения является способ диагностики характеристик каталитического нейтрализатора автотранспортного средства на борту транспортного средства, при этом нейтрализатор установлен в выхлопной системе транспортного средства, согласно которому в выхлопной системе соответственно на входе и на выходе нейтрализатора устанавливают два кислородных зонда, анализируют их сигналы и сравнивают сигнал выходного зонда с пороговым значением, чтобы производить пассивную диагностику во время первого периода срока службы нейтрализатора, после прохождения которого во время последнего периода срока службы нейтрализатора при помощи двух зондов и автомата диагностики и путем измерения емкости накапливания кислорода нейтрализатора производят интрузивную диагностику характеристик нейтрализатора.

Предпочтительно переход между пассивной диагностикой и интрузивной диагностикой заранее определяют по прохождению нижнего порога временным смещением между двумя сигналами двух зондов, при этом порог можно устанавливать произвольно, поскольку он не нормирован.

Предпочтительно переходный порог определяют по уровню выхлопа согласно действующей норме, например, Евро 5.

На фиг.1 схематично показана выхлопная система бензинового двигателя автотранспортного средства, при этом выхлопная система 1 автотранспортного средства содержит на трубопроводе 2 каталитический нейтрализатор 3 и на выходе нейтрализатора 3 - глушитель 4. Два кислородных зонда 5, 6 установлены на трубопроводе 2 соответственно на входе (5) и на выходе (6) нейтрализатора 3. Выходной зонд 6 (Sp) является посткаталитическим зондом, а входной зонд 5 (Sa) - предкаталитическим зондом. На фиг.2 показаны сигналы зондов Sa и Sp, соответствующие практически новому каталитическому нейтрализатору. На фиг.2a показан сигнал предкаталитического зонда (Sa) 5 в фазе интрузивной диагностики. Перед возбуждением сигнал является классической синусоидой 7, образованной чередованием обогащенного состояния и обедненного состояния. Возбуждение 8 представлено строб-импульсом в верхнем состоянии 9, за которым следует строб-импульс в нижнем состоянии 10. После возбуждения кривая опять принимает свою синусоидальную форму. На фиг.2b кривая 16 сигнала посткаталитического зонда (Sp) 6 перед и после возбуждения 11 практически является плоской. Строб-импульсы возбуждения 11 сигнала посткаталитического зонда 6 являются почти такими же, как строб-импульсы сигнала зонда 5, но смещены на Δt(n). На фиг.3а, 3b показаны сигналы двух зондов 5(Sa), 6(Sp), но уже для состарившегося каталитического нейтрализатора 3.

Кривые на этих фигурах отличаются от кривых, показанных на фиг.2а, 2b, тем, что:

1) до и после возбуждения кривая сигнала посткаталитического зонда 6 является синусоидой, практически идентичной синусоиде кривой сигнала предкаталитического зонда 5,

2) строб-импульсы возбуждения 13 кривой 12 сигнала 15 зонда 6 смещены относительно строб-импульсов кривой 14 сигнала зонда 5 на значение Δt(v), намного меньшее, чем Δt(n).

1. Способ диагностики характеристик каталитического нейтрализатора (3) автотранспортного средства, работающего на бензине, на борту транспортного средства, при этом каталитический нейтрализатор установлен в выхлопной системе (1) транспортного средства, согласно которому в выхлопной системе (1) транспортного средства соответственно на входе и на выходе нейтрализатора (3) устанавливают два кислородных зонда (5, 6), анализируют их сигналы (7, 16) и сравнивают сигнал (16) выходного зонда (6) с пороговым значением, чтобы производить пассивную диагностику во время первого периода срока службы нейтрализатора (3), после похождения которого во время последнего периода срока службы нейтрализатора (3) при помощи двух зондов (5, 6) и автомата диагностики и путем измерения емкости накапливания кислорода нейтрализатора (3) производят интрузивную диагностику характеристик нейтрализатора (3).

2. Способ диагностики по п.1, в котором переход между пассивной диагностикой и интрузивной диагностикой заранее определяют по прохождению нижнего порога временным смещением между двумя сигналами (7, 16) двух зондов (5, 6).

3. Способ диагностики по п.2, в котором переходный порог определяют по уровню выхлопа согласно действующей норме.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обогреву подводящего трубопровода для подачи восстановителя для селективного каталитического восстановителя при работе системы снижения токсичности отработавших газов.

Изобретение относится к модульной баковой системе для жидкого восстановителя. Сущность изобретения: модульная баковая система (26) для жидкого восстановителя (3), состоящая из по меньшей мере трех модулей, а именно: из первого модуля (4), образованного баком (2) с первым отверстием (5) и вторым отверстием (6), из второго модуля (7), образованного крышкой (8) для крепления в ней по меньшей мере одной заборной трубки (9), и из третьего модуля (10), образованного сборником (1), при этом крышка (8) расположена в первом отверстии (5), а сборник (1) расположен во втором отверстии (6).

Изобретение относится к системе дизельных двигателей и к способам обработки отработавших газов дизельного двигателя. Сущность изобретения: система дизельного двигателя содержит дизельный двигатель, устройство снижения уровня выбросов NOx, которое расположено по потоку ниже двигателя; выпускную линию между двигателем и устройством снижения уровня выбросов NOx.

Изобретение относится к устройству для подачи жидкого восстановителя из бака. Сущность изобретения: устройство подачи для восстановителя с металлическим корпусом, имеющее по меньшей мере одну закрепленную снаружи металлическую всасывающую трубу и внешний присоединительный элемент для напорного трубопровода.

Изобретение относится к устройствам для подачи жидкого восстановителя. Сущность изобретения: в способе нагрева устройства (1) подачи восстановителя устройство подачи имеет обратный клапан (20), который открыт, когда на обратный клапан (20) подают ток размыкания, а в закрытом состоянии используют в качестве нагревателя, когда на обратный клапан (20) подают ток нагрева, который меньше, чем ток размыкания.

Изобретение относится к выхлопной системе для двигателей внутреннего сгорания. Выхлопная система (10) для двигателя (12) внутреннего сгорания, работающего на бедных смесях, содержит первый монолитный носитель, содержащий катализатор для окисления оксида азота (NO), включающий компонент для каталитического окисления, после которого расположен второй монолитный носитель (18), который представляет собой фильтр с проходящим через стенки потоком, имеющим впускные каналы и выпускные каналы, причем впускные каналы содержат катализатор-поглотитель NOx (20), а выпускные каналы содержат катализатор (22) для селективного каталитического восстановления оксидов азота азотсодержащим восстановителем.

Изобретение относится к баку для хранения запаса жидкой активной добавки, используемой для обеспечения работы агрегата автомобиля, прежде всего работы системы снижения токсичности отработавших газов автомобиля.

Изобретение относится к способу эксплуатации компонентов для обработки отработавших газов. Сущность изобретения: способ пассивного восстановления фильтра (6) частиц, который расположен в тракте отработавших газов двигателя внутреннего сгорания, причем выше по потоку одной работающей на отработавших газах турбины (14) из основного потока (10) отработавших газов извлекают частичный поток (11) отработавших газов.

Изобретение относится к системе (способ и устройство) снижения токсичности содержащих оксиды азота и углеводороды отработавших газов (ОГ) дизельных двигателей путем добавления аммиака или разлагающегося до него соединения в поток ОГ с последующим его пропусканием над двумя последовательно расположенными катализаторами селективного каталитического восстановления (СКВ-катализаторами).

Изобретение относится к устройству для подачи восстановителя. Сущность изобретения: устройство (1) для подачи восстановителя (2), прежде всего водного раствора мочевины, имеющее по меньшей мере два элемента из группы, включающей запасное средство (3) (например, емкость), подающее средство (4) (например, насос), перепускное средство (6) (например, клапан), регистрирующее средство (7) (например, датчик), разделительное средство (8) (например, фильтр) и выпускное средство (9) (например, сопло, форсунку), соединенных между собой трубопроводом (10), при этом по меньшей мере один из указанных элементов чувствителен к воздействию давления, а примыкающий к такому чувствительному к воздействию давления элементу участок трубопровода образует рядом с этим элементом по меньшей мере один теплоотвод (11).

Изобретение относится к машиностроению. Сущность изобретения: установка для испытаний кассетного нейтрализатора отработавших газов двигателя внутреннего сгорания содержит пористые проницаемые металлокерамические каталитические блоки фильтрации твердых частиц, пористые проницаемые металлокерамические окислительные и восстановительные каталитические блоки установлены с образованием кассет в секции.

Предложен способ управления дроссельной заслонкой (10) и клапаном (16) рециркуляции отработавших газов в двигателе внутреннего сгорания, при котором измеряют фактическое значение (1) массового расхода свежего воздуха, поступающего в двигатель.

Изобретение относится к способу эксплуатации автомобиля, имеющего привод и систему выпуска отработавших газов с по меньшей мере одним регулируемым и вводимым в контакт с ОГ нагревателем.

Настоящее изобретение относится к способу эксплуатации системы (28) нейтрализации отработавших газов автомобильного двигателя (1) внутреннего сгорания. Сущность изобретения: способ предусматривает определение степени старения осуществляющего каталитическое окисление устройства (3) нейтрализации отработавших газов.

Изобретение относится к способу эксплуатации системы снабжения восстановителем для обеспечения установки нейтрализации отработавших газов автомобиля восстановителем.

Изобретение относится к способу проверки степени старения катализатора на борту транспортного средства. .

Изобретение относится к очистки от загрязнений двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к способу определения временного промежутка между техническими обслуживаниями для автомобильного транспортного средства, оснащенного системой обработки выхлопных газов.

Изобретение относится к выхлопной системе двигателя внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к системе обнаружения неисправностей и способу обнаружения неисправностей для двигателей внутреннего сгорания. .

Изобретение относится к способу, относящемуся к системам SCR, для очистки выхлопных газов. Сущность изобретения: способ, относящийся к системам SCR, для очистки выхлопных газов, с помощью которого жидкость подается в устройство подачи, через которое она затем подается в дозатор в точке потребления системы SCR. Способ содержит этап непрерывного определения совокупных количеств жидкости, дозированной через дозатор. Необходимость замены или очистки фильтрующего блока для упомянутой жидкости также определяется на основе упомянутых совокупных количеств дозированной жидкости. Способ дополнительно содержит этап дозирования, по меньшей мере, части жидкости, подаваемой через устройство подачи; и подачи недозированной жидкости назад в обратный поток, чтобы дать ей возможность снова быть поданной в упомянутое устройство подачи. Изобретение также относится к компьютерному программному продукту, который содержит программный код для выполнения компьютером способа согласно изобретению. Изобретение также относится к устройству и к транспортному средству, которое оборудовано устройством. Техническим результатом изобретения является обеспечение уменьшения риска засорения фильтра, повышение производительности системы SCR с оптимизированным использованием фильтра для восстанавливающих агентов упомянутых систем SCR. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх